Дифференциация и самоорганизация первичного космического барионного вещества

Как видно перемещение элементов в Космосе определяется в первую очередь такими сопряженно связанными величинами как ва­лентность-радиус иона. Перемещение элементов в Космосе, несомненно, определяется температурой плавления и кипения элементов. Известно, что более легкоплавкие элементы легко переходят в жидкое и газообразное состояния, образуют менее устойчивые, к изменению температурного режима, соединения, то есть являются более подвижными. К более подвижным, с точки зрения температурного фактора, относятся элементы s- и p-семейства, так как температура плавления и кипения у них ниже, чем у представителей d- и f-элементов. Пики максимумов и минимумов у элементов d-, f-, p-семейств приходятся на одни и те же подгруппы периодической системы. Так относительное содержание p-элементов в метеоритах падает с ростом номера группы, соответственно уменьшаются как температура кипения, так и их температура плавления. Для d-элементов, рисунок 4.2.1, имеются два максимума, подобного же рода максимумы обнаруживаются для этих же групп элементов и в случае температуры кипения и температуры плавления, рисунок 2.2.6. Содержание f-элементов в метеоритах, % от содержания в Космосе, с увеличением температуры плавления повышается. В общем, чем больше температура кипения и плавления, тем больше элементов d-, f-, р-семейств содержится в метеоритах, относительно их распро­страненности в Космосе. То есть вещество метеоритов формировалось, в том числе и под воздействием термических факторов: более легкоплавкие элементы рассеивались в межзвездном пространстве более интенсив­но, чем более тугоплавкие. Перемещение s-элементов идет с помощью каких-то других механизмов, так как их относительное содержание в метеоритах несколько больше, исхода из логики графи­ков 2.2.6 и 4.2.1, чем должно быть. И в то же время можно допустить, что s-элементы в абсолютных, да и относительных количествах значительно превосходящей космическую распространенность осталь­ных элементов, просто формирование вещества метеоритов еще не закончилось, то есть графическое изображение относительного содержания в метеоритах не приняло соответствующий вид, сообразно с действующими миграционными силами. Можно также предположить, что космическая распространенность s-элементов опре­делена неверно – занижена. Имеется слабая корреляционная связь между относительным содержанием элементов в метеоритах и сравнительной твердостью тех же элементов. Собственно между сравнительной твердостью элементов и их температурой плавления есть прямая связь (рисунки 2.2.6 и 2.2.7). Поэтому естественно, что относительный элементарный состав метеоритов в какой-то мере определяется и сравнительной твердостью. Ведь чем больше сравнительная твердость элементов, тем меньше они склонны к распылению (4.5.1).

Элементарный состав метеоритов, % от космической распространенности, сопоставлялся с физическими, физико-химическими, химическими свойствами элементов, где и то и другое было выражено только в натуральных числах, сопоставлялись значения для всех химических элементов в целом, поэтому естественно допустить, что относительный элементарный состав метеоритов (как всех химических элементов, так и только металлов) может определяться различными свойствами химических элементов. Нужны дальнейшие исследования.

В таблице 4.5.2 представлены результаты корреляционного анали­за между содержанием химических элементов в земной коре, % от содержания в Земном шаре и физическими, физико-химическими, химическими свойствами химических элементов. Обнаруживаются слабые корреляционные связи между содержанием химических элементов в земной коре, % от содержания в Земном шаре, и молекулярным весом, ионными потенциалами, температурой кипения, константами стабильности комплексов с ЭДТА. Коэффициенты корреляции отрицательные в случае молекулярного веса, ионных потенциалов, температуры кипения и положительные для констант стабильности комплексов с ЭДТА. Абсолютные численные зна­чения коэффициентов корреляции находятся в среднем в пределах 0,3, при уровнях значимости 0,1-0,02 и 0,01 для r₅ с температурой кипения металлов. Большую роль в переносе химических элементов из земного шара в земную кору играет такие свойства химических элементов как срод­стве к электрону, температура плавления, теплопроводность, элек­тропроводность. Следует отметить, что земная кора построена из таких металлов, которые обладают меньшей теплопроводностью и электропроводностью, коэффициенты корреляции с этими константами отрицательные.

Нельзя не остановиться на роли температуры ки­пения и плавления в формировании земной коры.

Во-первых, чем меньше температура кипения и плавления, тем в относительно боль­ших количествах, элементы мигрирую из Земного шара в земную кору.

Во-вторых, как температура кипения, так и температура плав­ления элементов не являлись решающим, главным фактором в формировании земной коры.

Таблица 4.5.2 Корреляционные связи между содержанием химических элементов в земной коре, % от содержания в Земном шаре и физико-химическими константами
Ведущая роль в выделении земной коры из Земного шара принадлежит таким размерностным характеристикам как ра­диусы атомов и ионов, энергетическим – потенциал первичной ионизации, значение электроотрицательности, работа выхода электрона, физическим – относительная плотность (таблица 4.5.2).

Размеры коэффициентов кор­реляции указывают на среднюю, а в отдельных случаях сильную сте­пень тесноты связи, при уровнях значимости в большинстве случаев меньше 0,001. Например, коэффициенты корреляция между содержани­ем химических элементов в земной коре и радиусами атомов от r₁ до r₆ равны соответственно 0,40; 0,37; 0,29; 0,52; 0, 60; 0,63, при уровнях значимости меньше 0,001, за исключением r₃, где уровень значимости равен 0,02. Корреляционные связи прямые, положительные, поэтому, чем больше радиусы атомов и ионов тоже (таблица 4.5.2), тем в большей степени химические элементы перемещаются из Земного шара в земную кору. Корреляционные связи между энергетическими характеристиками – потенциал первичной ионизации, значение электроотрицательности, работа выхода электрона и содержанием химических элементов в земной коре, % от Земного шара, отрицательные, обратные. То есть, чем больше необходима энергия для отрыва электрона, или чем большая энергия выделяется при присоединении электрона, то есть чем большие энергетические усилия необходимо для перевода нейтрального атома в ион и наоборот, тем меньше он способен вступать в физико-химические взаимодействия, тем меньше его переходит из Земного шара в земную кору. Коэффициент корреляции между содержанием элементов в земной ко­ре, % от Земного шара, и потенциалом первичной ионизации, r₁-r₆ равны соответственно -0,23 (p < 0,05), -0 ,27 (p < 0,02), -0,38, -0,44, -0,60, -0,60, при уровнях значимости для r₃-r₆ меньше 0,001. Коэффициенты корреляции в случае сопоставления относительного содержания химических элементов в земной коре со значением электроотрицательности, r₁-r₆, равны соответственно -0,50; -0,71; -0,68; -0,49; -0,74; -0,71, при уровнях значимости во всех случаях меньше 0,001. Коэффициенты корреляции с работой выхода электрона, r₁-r₆, равны соответственно -0,55; -0,69, -0,65, -0,52, -0,71, -0,69 с уровнями значимости во всех случаях меньше 0,001.

Корреляционные связи между содержанием элементов в земной коре, % от Земного шара, и относительной плотностью элементов, r₁-r₆, равны соответственно -0,24(0,05), -0,50, -0,44, -0,30 (0,02), -0,63, -0,52, при уровнях значимости в тех случаях, где он не указан при коэффициенте корреляции, меньше 0,001.

Как и в процессах участвующих в формировании земной коры, так и в процессах, участвующих в формировании химического элементарного состава океанической вода, % от Земного шара (таблица 4.5.3) молекулярный вес химических элементов не играет особой роли. Коэффициенты корреляции или недостоверны или указывают на слабую связь между изучаемыми объектами. Как и в случае земной коры, формирование элементарного состава океанической воды определяется радиусами атомов и ионов, причем и в данном случае коэффициенты корреля­ции средних размеров, положительные. Обращает на себя внимание сильная степень тесноты связи между элементарным составом океанической воды, % от Земного шара, и ионными потенциалами. Коэффициенты корреляции в этом случае равны r₂ = -0,75, r₃ = -0,71, r₅ = -0,80, r₆ = -0,71, при уровнях значимости во всех случаях меньше 0,001. Корреляционные связи нелинейные, обратные. Имеются корреляционные, нелинейные, обратные связи между относительным содержанием химических элементов в океанической воде и энергией гидра­тации. Абсолютные численные значения коэффициентов корреляции указывают на среднюю, r₃ и r₅, и сильную, r₆, степень тесноты связи между этими параметрами. Еще раз следует подчеркнуть, что между энергией гидратации ионов и относительным содержанием химических элементов в океанической воде корреляционные связи обратные, отрицательные.

Отрицательны корреляционные связи между константами стабильности гидрокомплексов и относительным содержанием элементов в океанической воде. Размеры коэф­фициентов корреляции указывают на среднюю степень тесноты связи между этими параметрами. Собственно характер коэффициентов кор­реляции между ионными потенциалами, энергией гидратации, константами стабильности гидрокомплексов и относительным содержанием элементов в океанической воде и должен указывать на обратную связь, так как в данном случае изучается не задержка элементов в океанической воде, а их переход из Земного шара, в океаническую воду.

Как эти, так и целый ряд других характеристик: потен­циал первичной ионизация, значение электроотрицательности, рабо­та выхода электрона и т.п., по абсолютной величине являются обратными такому качеству химических элементов как подвижность, доступность, характеризуют прочность различного рода химических соединении к внешнем воздействиям, прочность комплексных соединений и т.п. Поэтому корреляционные связи между относительным содержанием химических элементов в океанической воде и ионными потенциалами, энергией гидратации, потенциалами первичной ионизации (только для металлов, элементов s-, d-, f-семейств), значение электроотрицательности, работой выхода электрона, температура кипения и плавления, относительной плотностью и сравнительной твердостью, константами стабильности гидрокомплексов, комплексов с ЭДТА обратные, отрицательное.

Существенную роль в формировании элементар­ного состава океанической воды играют относительная плотность и в большей степени сравнительная твердость химических элементов. Так коэффициенты корреляции при сопоставлении относительного содержания химических элементов в океанической воде с их сравнительной твердостью, r₂-r₆, равны соответственно -0,47, -0,58, -0,37 (0,02), -0,80, -0,82, при уровнях значимости, если не указано при коэффициенте корреляции, меньше 0,001. Размеры коэффициентов корреляции, указывают на сильную степень связи между этими параметрами (4.4.3).

Между электропроводностью элементов и относительным содержанием их в океанической воде связь прямая и степень тесноты свя­зи – средняя, а с константами стабильности комплексов с ЭЛТА корреляционные связи обратные, степень тесноты связи как средняя, так и сильная, для r₅ и r₆ (таблица 4.4.3).

В следующей, таблице 4.4.4 представлены корреляционные связи между содержанием элементов в океанической воде, % от их содержания в земной коре, и физическими, физико-химическими, химическими константами элементов. Корреляционные связи между относительным содержанием элементов в океанической воде и молекулярным весом, ионным потенциалами, энергией гидратации, значением электроотрицательности, работой выхода электрона, температурой кипения и плавления, относительной плотностью и сравнительной твердостью, константами стабильности гидрокомплексов, комплек­сов с ЭЛТА отрицательные, обратные. Непонятен знак перед коэффи­циентом корреляция r₄ = -0,46 (р < 0,001) – относительное содер­жание элементов в океанической воде – радиус атома. Корреляцион­ные связи прямые, положительные между относительным содержанием элементов в океанической воде и радиусом иона, потенциалом первичной ионизации (в случае сопоставления элементарного состава океанической воды с этой константой, положительные корреляцион­ные связи наблюдались только при сопоставлении элементов в це­лом, сопоставление только металлов давало отрицательные корре­ляционные связи), теплопроводностью, электропроводностью. Раз­меры, абсолютная величина коэффициентов корреляции в большинстве своем средние, за исключением константы – работа выхода электрона (таблица 4.4.4).

Общее количество наблюдаемых (при уровне значимости, начи­ная от 0,1 и меньше) коэффициентов корреляция с физическими, физико-химическими, химическими константами больше в случае, если содержание химических элементов в океанической воде выражали в процентах от химического элементарного состава Земного шара (число наблюдаемых коэффициентов корреляции в этом случае 65), чем, если элементарный состав океанической воды был выражен в процентах от элементарного состава земной коры (в этом случае наблюдаемое количество коэффициентов корреляции 55).

Более того, не только общее коли­чество коэффициентов корреляции, но и, в общем, абсолютные численные значения несколько выше для химического элементарного состава океанической воды, выраженного в процентах от их содержания в Зем­ном шаре.

Учитывая, что коэффициенты корреляции между кларками Земного шара и земной коры с одной стороны и кларками океанической воды с другой равноценны (смотри схему 4.1.1 ге­нетических связей...), а также наблюдаемое количество коэффициентов корреляции, их абсолютные численные значения с физическими, физико-химическими, химическими константами химических элементов, кото­рые выше в случае Земного шара, можно прийти к заключению, что формирование химического элементарного состава океанической воды в большей степени связано с химическим элементарным составом Земного шара, чем земной коры и очевидно наиболее интенсивно происходило в начальные этапы формирования планеты Земля как космического тела.

Большее значение в формировании химического элементарного состава океанической воды, % от их содержания в земной коре, имеют такие константы химических элементов как ионные потенциалы, коэффициенты корреляции r₂, r₃ и r₅, r₆ равны соответственно -0,63, -0,61 (p < 0,01), -0,72, -0,67 (р < 0,01), если не указано при коэффициенте корреляции, уровень значимости меньше 0,001, сравнительная твердость, коэффициенты корреля­ция r₂, r₃ и r₅, r₆ равны соответственно -0,47, -0,53, -0,85, -0,81, при уровне значимости во всех случаях меньше 0,001.

Значительную роль в формировании химического элементарного состава океанической воды играют такие константы как радиусы ионов, энергия гидратации, потенциал первичной ионизации, температура кипения и плавления, относительная плотность, константы стабильности гидрокомплексов. Определенную роль в формировании химического элементарного состава океанической воды играет молекулярный вес элементов, значение электроотрицательности, теплопроводность и электропроводность. Нельзя не отметить, что в переходе химических элементов из земной коры в океаническую воду несколько большее значе­ние имеют молекулярный вес, температура кипения, а при переходе химических элементов из Земного шара в океаническую воду относительно боль­шую роль приобретает такие константы, как значение электроотри­цательности, работа выхода электрона.

То есть роль химического элементарного состава Земного шара и земной коры за наблюдаемый геологический отрезок времени различна не только в генетическом аспекте, но и в качественном, переход элементов из Земного шара и земной коры в океаническую воду происходил (и происходит) с помощью несколько отличных физико-химических про­цессов и реакций (таблицы 4.5.3-4.5.4).

В таблице 4.4.5 представлены корреляционные связи между содержанием элементов в живом веществе, % от содержания в океанической воде, с рядом физических, физико-химических, химических констант элементов. Как видно корреляционные связи между относительным содержанием в живом веществе и целым рядом физических, физико-химических, химических – ионные потенциалы, энергия гидратации, значение электроотрицательности, сродство к электрону, работа выхода электрона, температура кипения и плавленая, относительная плотность, сравнительная твер­дость, константы стабильности гидрокомплексов и комплексов с ЭДТУ – прямые, положительные.

Из 53 достоверных коэффициентов корреляций 75 % указывают на среднюю степень тесноты связи, 25 % – на сильную (таблица 4.5.5). Корреляционные связи между относительным содержанием химических элементов в живом веществе и молекулярным весом (для химических элементов в целом), r₂, обратные, отрицательные, коэффициент корреляции равен -0,81, при p < 0,001. Коэффициент корреляции при сопоставлении только металлов (без p-металлов), если относительное содержание живого веществе выражено в натуральных логарифмах, равен 0,42, но p < 0,1. Корреляционное связи с радиусом иона отрицательные, абсолютное численные значения указывают на среднюю тесноту связи, уровень значимости коэффициентов корреляции различен от 0,1 до 0,001.

Ведущими константами химических элементов в формировании химического элементарного состава живого вещества являются ионные потенциалы, энергия гидратации, сравнительная твердость, константы стабильности комплексов с ЭДТА (таблица 4.5.5).

Относительно меньшее значение, с учетом как размеров коэффициентов корреляции, часто­ты наблюдения при шести типах сопоставления, так и уровня их значимости, имеют такие константы как значение электроотрицательности, сродство к электрону, работа выхода электрона, температура кипения и плавления, относительная плотность, константы стабильности гидрокомплексов. Так коэффициенты корреляции между относительным содержанием химических элементов в живом веществе и ионными потенциалами, r₁-r₅ равны соответственно 0,91; 0,76; 0,62 (р < 0,02); 0,88; 0,55 (р < 0,02), если не указано при коэффициенте корреляции, то уровень значимости меньше 0,001. Коэффициенты корреляции с энергией гидратации выше во всех случаях 0,5, при уровне значимости 0,01-0,001, за исключением r₆, где p < 0,1. Размеры коэффициентов корреляции между относительным содержани­ем химических элементов в живом веществе и сравнительной твердостью, обнаруживаемые во всех шести случаях сопоставлении, варьируют от 0,45 до 0,77, при уровнях значимости от 0,05 до 0,001. Коэффициенты корреляции с константами стабильности комплексов с ЭДТА равны 0,74-0,85, при уровнях значимости 0,01. Корреляционные связи для констант стабильности комплексов с ЭДТА обнаруживаются только для сопоставлений r₃, r₄ и r₆ (r₅ – не просчитано), то есть имеют нелинейный характер, собственно как и корреляционные связи с константами стабильности гидрокомплексов. Сильные корреляционные связи обнаруживаются и с такой константой элемен­тов как сродство к электрону, коэффициенты корреляция, r₄ и r₅ равны 0,85 и 0,70, правда при уровне значимости 0,01 и 0,05 соответственно (таблица 4.5.5).


Таблица 4.5.5 Корреляционные связи между содержанием химических элементов в живом веществе, % от содержания в океанической воде и физико-химическими константами
Коэффициенты корреляции между относительным содержанием элементов в живом веществе и температурой плавления обна­руживаются в шести вариантах сопоставлений, размеры коэффициен­тов корреляции – от 0,35 до 0,65, при уровнях значимости – от 0,05 до 0,01 (таблица 4.5.5).

В следующей таблице 4.5.6 представлены корреляционные связи между содержанием химических элементов в «стандартном» человеке, % от содержания в океанической воде и физическими, физико-химическими, химическими свойствами химических элементов. Коэффициенты корреляции прямые, положительные, за исключением электропроводности, где r₃ равен -0,35, правда при уровне значимости 0,1 и сродства к электрону, где коэффициент корреляции r₁ = -0,32, притом же, как и в случае электропроводности, уровне значимости.

Относительное содержание элементов в «стандартном» человеке коррелирует с мо­лекулярным весом, коэффициент корреляции нелинейные и равно, r₃ и r₆, 0,30 и 0,35, при уровнях значимости соответственно 0,05 и 0,1, с ионными потенциалами, где r₃, r₄ и r₆ равны соответственно 0,38; 0,44; 0,52, при уровнях значимости 0,1-0,05, с энер­гией гидратации, коэффициенты корреляции нелинейные и равны r₃ = 0,34 (р < 0,1) и r₆ = 0,54 (p < 0,l), потенциалом первичной ионизации, где r₆ = 0,37 (р < 0,1), значением электроотрицательности, коэффициенты корреляции r₂, r₃, r₆ равны соответственно 0,37; 0,41; 0,59, при уровнях значимости для r₂ и r₃ -0,02 и для r₆ – p = 0,01, работой выхода электрона, где коэффициенты корреляции равны r₂ = 0,47 (р < 0,001), r₃ = 0,49 (р < 0,01), r₆ = 0,64 (р < 0,001).

Таблица 4.5.6 Корреляционные связи между содержанием химических элементов в «стандартном» человеке, % содержания в океанической воде и физико-химическими константами
Такого же размера коэффициенты корреляции наблюдаются и в случае сопоставления относительного содержания элементов в «стандартном» человеке с температурой кипения, температурой плавления – несколько выше, со сравнительной твердос­тью, при примерно таких же уровнях значимости (таблица 4.5.6).

Особое значение в образовании элементарного состава «стандартного» человека име­ет такое свойство химических элементов, как прочность образуемых ими комплексных соединений. Так размеры коэффициентов корреляции между относительным содержанием химических элементов в «стандартном» человеке и константами стабильности гидрокомплексов равны r₃ = 0,57 (р < 0,01), r₅ = 0,60 (р < 0,01), r₆ = 0,78 (р < 0,001), с константами стабиль­ности комплексов с ЭДТА равны r₂ = 0,60 (p < 0,001), r₃ = 0,65 (р < 0,01), r₅ = 0,70 (p < 0,01), r₆ = 0,84 (р < 0,01). Следует отметить, что как число наблюдаемых коэффициентов корреляции, так и их абсолютные значения в случае живого вещества (таблица 4.5.5) выше, чем в слу­чае «стандартного» человека (таблица 4.5.6).

Это связано с тем, что если живое в целом, и живое вещество, в частности, является продуктом, фор­мировалось в океанической воде, «стандартный» человек – дальней­шее развитие, функция живого и в анализ необходимо было взять элементарный состав «стандартного» человека не в % от океаниче­ской воды, а от живого вещества или от суммы живого вещества и океанической воды.

Как живое вещество, так и «стандартный» человек, % от океанической воды, обнаруживают одно общее свойство, отличающее его от костного ве­щества – живое обладает внутренней энергией, под влиянием кото­рой и осуществляется перенос элементов.

Преобразование и утилизация энергии, поступающей в организм с питанием, а также энергии солнечного излучения, перемещение элементов из окружающей среды в живое и в живом осуществляется с помощью энергии белковой биоэнергетической системы (родопсин, цитохромы) и нуклеотидов и энергетических молекул АТФ, цАМФ, АДФ…. Известно, что некоторое химические элементы транспортируются внутри органов (живого и из живого) с помощью, так называемого активного транспорта, активных механизмов. В настоящее время появилась концепция устойчивого упорядочивания и АТФ-зависимого механизма происхождения жизни (Галимов, Э.М., 2008).

Корреляционный анализ межу содержанием химических элементов в живом веществе и «стандартном» человеке, то и другое выражено в % от их содержания в океанической воде, и рядом физических и физико-химических констант показывает, что перенос элементов из окружающей среды в живое осуществляется с помощью активных сил. Это касается не одного и не группы химических элементов, а всех без исклю­чения.

Еще раз стоит обратить внимание на знаки перед коэффициентами корреляции для химического элементарного состава земной коры, % от их содержания в Земном шаре, химического элементарного состава океанической годы, % от их содержания или в Земном шаре, или в земной коре и физическими, физико-химическими, химическими константами химических элементов.

Если между относительным содержанием химических элементов в земной ко­ре и океанической воде и радиусами атомов, ионов коэффициенты корреляции положительные, а с такими константами как ионные по­тенциалы, энергия гидратации, потенциал первичной ионизации, значение электроотрицательности, сродство к электрону, работа выхода электрона, температура кипения и плавления, относительная плотность, сравнительная твердость, для океанической воды – кон­станта стабильности гидрокомплексов и комплексов с ЭДТА – отрица­тельные, то для живого (живого вещества и «стандартного» человека) наоборот, в первом случае корреляционные связи отрицатель­ные, а во втором – положительные (таблицы 4.5.2-4.5.6).